(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製のサンプル板の通電点の状態を評価するための通電点評価装置であって、
絶縁体製の脚上に設けられて厚さが１ｍｍ以下且つ表の面の算術平均粗さＲａが０．１ａ〜１．６ａである金属製の基板と、当該基板裏面の測定対象部全体に亘って３〜１０ｍｍの範囲内のいずれか一の間隔で格子状に接続された複数の測定端子、および一つのグランドラインと、前記基板とこの基板の表の面に載せ置かれる前記サンプル板とのそれぞれに電源供給端子を接続して前記基板および前記サンプル板との間に電圧を印加して通電する電源と、前記複数の測定端子の各端子毎に接続を切り換えるリレー部と、該リレー部で切り換えらえれた各端子毎に前記グランドラインに対する電位を順次に測定する電位差計と、該電位差計で測定された前記複数の測定端子全ての測定電位から前記基板裏面の測定対象部の電位分布を求める電位分布算出手段と、該電位分布算出手段によって取得された電位分布情報に基づいて、前記サンプル板の通電状態情報を取得する通電状態情報取得手段とを有することを特徴とする金属板表面の通電点評価装置。
【請求項２】
前記基板が、ステンレス鋼板であることを特徴とする請求項１に記載の金属板表面の通電点評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器の筐体等に使用される金属板に対しその表面の通電点の評価に用いられる金属板表面の通電点評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＡ機器や電器製品には、製品内部に組み込まれた電子回路からの漏洩電磁波をシールドすることが求められている。これは、漏洩電磁波が、他のＯＡ機器や電器製品を誤動作させる可能性があるだけでなく、心臓ペースメーカなどの電子機器を誤動作させて、使用している人に悪影響を及ぼす可能性があるためである。
ＯＡ機器や電器製品では、鋼板やアルミ板等金属製の筐体の中に電磁波源を収納して、電磁波の漏洩を抑制する場合が多い。一般に筐体は、図５に示すように、フランジのついた金属製の箱に、金属製のふたを重ねた構造となっている。同図に示すように、筐体のフランジとふたが重なった部分は、「二枚の金属板が重なった部分」となっている。この金属板が重なった部分を溶接などで連続的に接合しない限り、金属板間に隙間が生じ、この隙間から電磁波が漏洩することが問題となる。
【０００３】
ここで、金属板が重なった部分から電磁波が漏洩する場合、金属板の表面抵抗が低い方が電磁波の漏洩が少なくなることが経験的に分っており、表面抵抗を評価の指標とする場合が多い。金属板の表面抵抗は、四端子法（非特許文献１参照）、あるいは特許文献１に開示されるような方法（測定対象に第１および第２電極を離隔して対向配置し、両電極間に交流電圧を印加することで測定対象に電流を流し、この電流に基づいて測定対象の表面抵抗を算出する）で一般的には測定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２３０９４９号公報
【特許文献２】特開２００７−１３９７５０号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】実用表面改質技術総覧  Ｐ．５６０−Ｐ．５６１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、金属板が重なった部分を電磁波が漏洩する場合、重なった部分での通電部の状態が電磁波の特性に大きく影響することが分っている。そのため、単に金属板の表面抵抗を測定しても、電磁波の漏洩を評価するための本質的な指標にはならない。
ここで、例えば特許文献２には、重なった金属板の通電部の位置と形状を測定する方法が提案されている。この測定方法は、表面に導線を接続した金属板と他の金属板とを重ねて、これらの金属板間に電流を流し、そのときの金属板表面の電位分布から通電部の位置や形状を求めている。しかしながら、この測定方法は、特定の金属板間で通電部の状態を測定する方法であるため、金属製のサンプル板を自由に交換して、そのサンプル板の通電部の状態を評価することは困難である。
【０００７】
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、金属製のサンプル板を自由に交換可能であり、その交換したサンプル板の通電部の状態を容易に評価し得る金属板表面の通電点評価装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、金属製のサンプル板の通電点の状態を評価するための通電点評価装置であって、絶縁体製の脚上に設けられて厚さが１ｍｍ以下且つ表の面の算術平均粗さＲａが０．１ａ〜１．６ａである金属製の基板と、当該基板裏面の測定対象部全体に亘って３〜１０ｍｍの範囲内のいずれか一の間隔で格子状に接続された複数の測定端子、および一つのグランドラインと、前記基板とこの基板の表の面に載せ置かれる前記サンプル板とのそれぞれに電源供給端子を接続して前記基板および前記サンプル板との間に電圧を印加して通電する電源と、前記複数の測定端子の各端子毎に接続を切り換えるリレー部と、該リレー部で切り換えられた端子毎に前記グランドラインに対する電位を順次に測定する電位差計と、該電位差計で測定された前記複数の測定端子全ての測定電位から前記基板裏面の測定対象部の電位分布を求める電位分布算出手段と、該電位分布算出手段によって取得された電位分布情報に基づいて、前記サンプル板の通電部の位置や通電部の数等の通電状態情報を取得する通電状態情報取得手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る金属板表面の通電点評価装置によれば、金属製の基板の表の面にサンプル板が載せ置かれる構成としたので、サンプル板を自由に交換可能である。そして、この基板は絶縁体製の脚上に設けられて厚さが１ｍｍ以下且つ表の面の算術平均粗さＲａが０．１ａ〜１．６ａである金属製の板であって、その裏面の測定対象部全体に亘って３〜１０ｍｍの範囲内のいずれか一の間隔で格子状に接続された複数の測定端子が取付けられ、電位差計は、リレー部で切り換えられた各端子毎に基準となる一つのグランドラインに対する電位を順次に測定するようになっているので、基板とサンプル板間に電流を流し、各端子のグランドラインに対する電位を測定することができる。なお、グランドラインとしては、任意の端子を電位の基準（グラウンド）としてよく、他の測定端子はリレー部に接続する。リレー部で選択された端子と基準の端子間の電位差が測定できるように電位差計を接続し、電源によって基板とこの基板の表の面に載置されるサンプル板との間に電圧を印加して通電し、リレーの切り替えによって、全端子と基準となる一つのグランドライン間の電位差を測定すれば、基板表面全体の電位分布の測定が可能である。
【００１０】
そして、電位分布算出手段は、電位差計で測定された前記複数の測定端子全ての測定電位から前記基板裏面の測定対象部の電位分布を求めることができ、さらに、通電状態情報取得手段は、電位分布算出手段によって取得された電位分布情報に基づいて、サンプル板の通電部の位置や通電部の数等の通電状態情報を取得することができるので、交換したサンプル板の通電部の状態を容易に評価することができる。上記サンプル板の交換は容易なので、サンプル毎に通電状態情報を容易に取得することが可能である。
なお、評価するに際しては、例えば上記特許文献２に開示される測定方法同様の方法を用いればよい。
【００１１】
ここで、金属製の基板上に金属製のサンプル板を載せた場合、基板とサンプル板間の通電部の状態は、基板表面とサンプル板表面の凹凸形状や、酸化膜等の絶縁層の状態によって決まる。そこで、サンプル板による通電部の状態の違いをより良く評価する上では、基板表面を可及的に平滑にして、基板の影響を小さくすることが望ましい。そこで、本発明に係る金属板表面の通電点評価装置では、前記基板の表の面は、その算術平均粗さＲａが、０．１ａ〜１．６ａにされている。なお、基板表面の錆びなども通電部の状態に大きく影響するため、基板には錆びの発生しにくいステンレス鋼板を使用することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
上述のように、本発明によれば、金属製のサンプル板を自由に交換可能であり、その交換したサンプル板の通電部の状態を容易に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る金属板表面の通電点評価装置の一実施形態の基板部分を説明する斜視図である。
【図２】本発明に係る金属板表面の通電点評価装置の一実施形態の説明図である。
【図３】本発明に係る金属板表面の通電点評価装置を用いてサンプル板（実施例１）の通電部の状態を調べた結果を示す図である。
【図４】本発明に係る金属板表面の通電点評価装置を用いてサンプル板（実施例２）の通電部の状態を調べた結果を示す図である。
【図５】金属製の筐体からの電磁波漏洩の状態を説明するための図であり、同図（ａ）はその平面図、（ｂ）は正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。図１および図２に本発明に係る金属板表面の通電点評価装置の一実施形態を示す。この装置は、金属製のサンプル板の通電点の状態を評価するためのものである。
図２に示すように、この通電点評価装置１０は、絶縁体製の脚２上に基板１が固定されている。基板１は、脚２上に水平に設けられた厚さが１ｍｍ以下且つ表面が平滑な金属製の板であることが好ましい。また、基板１の表の面１ｆ（図１参照）は、その算術平均粗さＲａが、０．１ａ〜１．６ａであることが好ましい。さらに、基板１の表面の錆びなども通電部の状態に大きく影響するため、基板１には錆びの発生しにくいステンレス鋼板を使用することが好ましい。本実施形態では、基板１は、板厚１．０ｍｍのステンレス鋼板（ＳＵＳ３０４）であり、基板１の表の面１ｆの算術平均粗さＲａが、０．５ａである。
【００１５】
ここで、基板１の板厚を１．０ｍｍ以下とするのは、特許文献２に記載の測定方法で基板１とサンプル板Ｓ間の通電部の状態が測定できるのは、基板１が薄い場合に限られることを本願発明者は見いだしたからである。つまり、この測定方法は、基板１の表の面１ｆ（サンプル板Ｓと接触している面）の電位分布が（導線を接続している）基板１の裏面にほぼ反映されるためである。換言すれば、基板１を、１．０ｍｍを超えて厚くすると、基板１の表の面１ｆの電位分布が基板１裏面に反映されなくなる。そのため、通電部の状態は測定することができなくなる。しかし、基板１を薄くしすぎても、強度が弱くなる等の問題があるため、本実施形態では、基板の板厚を１．０ｍｍとしている。
【００１６】
この基板１の表の面１ｆに、サンプル板Ｓが載置されるようになっている。この基板１の裏面には、複数の測定端子３が接続されている。複数の測定端子３は、載置されるサンプル板Ｓの測定対象部全体に亘って３〜１０ｍｍの範囲内のいずれか一の間隔で格子状に接続されることが好ましい。本実施形態の例では、図１に示す基板１表面の点線（イメージ）が交わっている部分の裏面に測定端子３の導線基端部が半田付けによって接続されている。測定端子３と基板１の接続箇所との接触抵抗が大きいと正確な測定ができないため、導線は基板１に半田付け、あるいはスポット溶接等に溶接によって接続することが好ましい。
【００１７】
また、測定端子３の導線接続点の間隔を５ｍｍとした理由は、溶接部間の間隔を３ｍｍ程度以下にすると、導線の基板への接続が困難となり、導線を接続する費用が非常に高くなるためであり、間隔が１０ｍｍを超えると、測定精度が低下して所望の評価を得ることが難しくなるからである。図１に示す点線（イメージ）の幅は、Ｘ方向、Ｙ方向のいずれも５ｍｍである。つまり本実施形態では、基板には５ｍｍ間隔で導線が格子状をなして接続されている。
【００１８】
ここで、金属板間の隙間を電磁波が透過する場合、透過する電磁波の特性は、金属板間の通電部間の距離を幅とし、金属板間の距離を高さとみなした方形導波管を透過するＴＥ１０波の特性に従う（平成２２年電気学会全国大会１−１５９）。この場合、通電部間の距離が電磁波の波長の１／２以下となった場合に、電磁波の減衰が大きくなる。
測定可能な通電部（あるいは絶縁部）の最小の間隔を、この測定での分解能とすると、分解能は基板１に接続されている測定端子３の導線の間隔以上となる。導線の間隔が５ｍｍの場合、分解能は５ｍｍ以上になる。この場合、評価可能な漏洩電磁波の波長は１０ｍｍ以上となり、電磁波の周波数は３０ＧＨｚ以下となる。評価可能な漏洩電磁波の周波数領域の上限をできるだけ高くするために、測定端子３の導線の接続点の間隔を５ｍｍとした。
【００１９】
そして、電源４は、基板１とこの基板１の表の面１ｆに載置されるサンプル板Ｓとの間に電圧を印加して通電可能になっている。
上記複数の測定端子３の先端はリレー部５に接続されている。リレー部５は、内部に複数の測定端子３に対応した端子切換手段を有し、複数の測定端子３毎に電位差計６への入力を切り換えるものである。リレー部５は、コンピュータ９の指令に基づき複数の測定端子３を順次に切り換え、一の測定端子３の電流を電位差計６に入力するように接続されている。そして、電位差計６は、リレー５で切り換えられた端子３毎に基準となる一つのグランドラインＧに対する電位を順次に測定する。そして、測定された端子３毎のグランドラインＧに対する電位の情報は、コンピュータ９に入力される。
【００２０】
コンピュータ９は、電位分布算出手段７、および通電状態情報取得手段８を有する。これら手段７および通電状態情報取得手段８は、コンピュータ９のハードウエアと通電点評価処理のプログラムとから構成され、通電点評価処理が実行されることで、上記測定されたグランドラインＧに対する端子３毎の電位の情報に基づいて、所望の通電状態情報を出力する。
【００２１】
つまり、電位分布算出手段７は、上記電位差計６で測定された複数の測定端子３全ての測定電位から、サンプル板Ｓ裏面の測定対象部の電位分布を求める。電位分布は、例えば取得された電位の高さを２５６階調のグレー値であらわし、図３や図４に示すサンプル板Ｓ（実施例１，２）に示すような電位差の等高線として求めることが好適である。そして、通電状態情報取得手段８は、電位分布算出手段７によって取得された電位分布情報に基づいて、サンプル板Ｓの通電部の位置や通電部の数等の通電状態情報を取得するようになっている。そして、この取得された通電状態情報は、コンピュータ９に付設される不図示の表示装置やプリンタ等の出力装置に出力されるように構成されている。この通電状態情報を取得するに際しても、種々の方法を設定できるが、例えば上記２５６階調のうち予め定めた値（閾値）を超える部分を通電部として認識させ、これにより得られた位置（例えば実施例として図３、４に矢印で示す位置）を通電部として出力表示させる構成とすることができる。
【００２２】
次に、上述した構成の通電点評価装置１０によって、サンプル板Ｓを評価した実施例について説明する。
この実施例では、２種類（実施例１，実施例２）の電気メッキ鋼板をサンプル板Ｓとした。なお、上述の基板１の表の面１ｆにサンプル板Ｓを載せた状態のとき、テスターで測定されたサンプル板Ｓと基板１間の抵抗は、いずれのサンプル板Ｓの場合でも零であり、差異は認められなかった。
【００２３】
通電点の評価は、まず、図１ないし図２に示すように、基板１にサンプル板Ｓを載せ、次いで、基板１とサンプル板Ｓ間に電源４により電圧を印加して電流を１０Ａ流した。次いで、コンピュータ９で通電点評価処理を実行させると、コンピュータ９の指令に基づき、リレー部５が複数の測定端子３を順次に切り換え、電位差計６が端子３毎のグランドラインＧに対する電位を順次に測定し、測定された端子３毎の電位の情報が、コンピュータ９に入力される。コンピュータ９は、上記電位分布算出手段７および通電状態情報取得手段８により、電位差計６で測定された複数の測定端子３全ての測定電位から、基板１裏面の測定対象部の電位分布を視認容易な電位差の等高線として表現した電位分布情報として求める。そして、その取得された電位分布情報に基づいて、予め定めた値（閾値）を超える部分について、サンプル板Ｓの通電部の位置や通電部の数等の通電状態情報として取得し、取得された通電状態情報に対応する箇所に矢印等による注意表示を、表示装置の画面上に電位分布情報とともに表すとともにこれらをプリンタに出力する。
【００２４】
各サンプル板Ｓ（実施例１，実施例２）に対して、上記のごとくプリンタに出力された通電状態情報の一例を図３および図４にそれぞれに示す。図３および図４は、基板１の裏面で測定されたグランドラインＧに対する電位分布を等高線で表しており、各図中の矢印は取得された通電状態情報であって、電位が周囲よりも低く、基板１とサンプル板Ｓと間の通電部であると判断された部分である。
【００２５】
これらの図を比較してわかるように、図３に示すサンプル板Ｓ（実施例１）の場合、３箇所が通電部となっているのに対し、図４に示すサンプル板Ｓ（実施例２）の場合、２箇所が通電部となっており、図３に示すサンプル板Ｓ（実施例１）の方が通電部が生じやすいことが分る。
以上説明したように、この通電点評価装置１０によれば、金属製のサンプル板Ｓを自由に交換可能であり、その交換したサンプル板Ｓの通電部の状態を容易に評価することができる。なお、本発明に係る金属板表面の通電点評価装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００２６】
１    基板
２    脚
３    測定端子
４    電源
５    リレー部
６    電位差計
７    電位分布算出手段
８    通電状態情報取得手段
９    コンピュータ
１０    通電点評価装置
Ｓ    サンプル板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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